(57)【要約】      （修正有）【課題】車両走行中において、着座者の上体姿勢の乱れがあった場合にのみ、的確に着座者の上体姿勢を安定化することができる姿勢制御装置を提供すること。【解決手段】シート５に着座した着座者による荷重を検出する荷重検出手段と、シート５に着座した着座者の上体を支持する可動式のサイドサポート部５Ｌ、５Ｒを備え、検出される荷重が減少変化している場合に、減少変化量に応じて着座者の上体を支持する方向に駆動することで実現する。【選択図】図４
2007137129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに着座した着座者による荷重を検出する荷重検出手段と、
前記シートに着座した着座者の上体を支持する可動式の上体支持手段と、
前記荷重検出手段によって検出される荷重が減少変化している場合に、減少変化量に応じて、前記着座者の上体を支持する方向に前記上体支持手段を駆動することで、前記着座者の姿勢制御をする制御手段とを備えること
を特徴とする姿勢制御装置。
【請求項２】
シートに着座した着座者の上体を支持する可動式の上体支持手段と、
シートに着座した着座者による荷重の変化に応じて、前記上体支持手段を変位させることで、前記着座者の姿勢制御をする変位手段とを備え、
前記変位手段は、シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、前記着座者の上体を支持する方向に前記上体支持手段を変位させる機械的な機構であること
を特徴とする姿勢制御装置。
【請求項３】
前記上体支持手段は、湾曲成型された第１の弾性部材からなり、湾曲成型された凹部が着座者側を向き、両端部が着座者の左右に位置するよう前記シートの背面部内に配され、
前記変位手段は、湾曲成型された第２の弾性部材からなり、湾曲成型された凹部が前記上体支持手段の凹部と対向し、両端部がそれぞれ回転自在となるように前記上体支持手段上に結合され、
前記上体支持手段は、前記シートに着座した着座者の、前記変位手段の湾曲成型された凸部への荷重による当該上体支持手段との結合部の押し込みにより変形することで変位し、
シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、湾曲状態へと戻るように変位した場合に、湾曲成型された両端部にて前記着座者の上体を支持すること
を特徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。
【請求項４】
前記上体支持手段は、湾曲成型された弾性部材からなり、湾曲成型された凹部が着座者側を向き、両端部が着座者の左右に位置するよう前記シートの背面部内に配され、
前記変位手段は、２節以上のリンク機構からなり、前記リンク機構の２つの端部がそれぞれ回転自在となるように前記上体支持手段上に結合され、
前記上体支持手段は、前記シートに着座した着座者の、前記２節以上のリンク機構である前記変位手段への荷重による当該上体支持手段との結合部の押し込みにより変形することで変位し、
シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、湾曲状態へと戻るように変位した場合に、湾曲成型された両端部にて前記着座者の上体を支持すること
を特徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。
【請求項５】
前記上体支持手段は、前記シートの背面部内に配された背面部の骨格を形成するシートフレームの着座者側の左右に、それぞれ回転自在となるように所定の距離だけ離して結合された１対のリンクからなり、
前記変位手段は、湾曲成型された弾性部材からなり、湾曲成型された凹部が、前記シートフレームと対向し、両端部が回転自在となるよう前記１対のリンクにそれぞれ結合され、
前記上体支持手段は、前記シートに着座した着座者の、前記変位手段の湾曲成型された凸部への荷重による当該上体支持手段との結合部の押し込みにより変位し、
シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、前記変位手段が湾曲状態へと戻るように変位した場合に、１対のリンクの各端部にて前記着座者の上体を支持すること
を特徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。
【請求項６】
前記シートに着座する着座者による荷重に抗する方向に、前記着座者の体重に応じた予圧縮を与える予圧縮付与手段を備えること
を特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の姿勢制御装置。
【請求項７】
シートに着座した着座者による荷重を検出し、検出される荷重が減少変化している場合に、減少変化量に応じて、前記着座者の上体を支持する方向に可動式の上体支持手段を駆動することで、前記着座者の姿勢制御をすること
を特徴とする姿勢制御装置。
【請求項８】
シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、前記着座者の上体を支持する方向に可動式の上体支持手段を機械的な機構により変位させることで、前記着座者の姿勢制御をすること
を特徴とする姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行状態に応じて変化する運転者の運転姿勢を制御する姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両が旋回する際の運転感覚を向上させるには、乗車用シートの端部を盛り上げた形状（サイドサポート）とし、運転者の上体を車体左右方向に必要以上に変位させないようにすることが望ましいとされている。しかし、単純に乗車用シートにサイドサポートを設ける構成とした場合、車両の直進時に運転者の姿勢自由度が制限されて快適性を損ねてしまう虞があるため、サイドサポートを可動式とし車両の走行状態に応じて変化させる手法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、車両の旋回時などの車両走行時の慣性力によって変化する運転者の姿勢を、乗車用シートの姿勢制御により安定に保つ手法なども開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１−１３６８３８号公報
【特許文献２】特開平３−２５３２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような、運転者の姿勢制御は、あくまで運転者の上体の姿勢を安定にして車両の運転操作を安定化することが目的であるため、運転者の上体姿勢の乱れがあった場合にのみなされればよい。しかしながら、上述したような各特許文献で開示されている手法では、センサにより検出された旋回加速度や車両の状態から推定された旋回加速度の大きさに応じて運転者の姿勢制御を行っているため、必要以上に運転者の姿勢自由度を制限してしまっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために提案されたものであり、車両走行中において、シートに着座している着座者の上体姿勢の乱れがあった場合にのみ、的確に着座者の上体姿勢を安定化することができる姿勢制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の姿勢制御装置は、シートに着座した着座者による荷重を検出する荷重検出手段と、シートに着座した着座者の上体を支持する可動式の上体支持手段と、荷重検出手段によって検出される荷重が減少変化している場合に、減少変化量に応じて、着座者の上体を支持する方向に上体支持手段を駆動することで、着座者の姿勢制御をする制御手段とを備えることにより、上述の課題を解決する。
【０００７】
また、本発明の姿勢制御装置は、シートに着座した着座者の上体を支持する可動式の上体支持手段と、シートに着座した着座者による荷重の変化に応じて、上体支持手段を変位させることで、着座者の姿勢制御をする変位手段とを備える。そして、変位手段が、シートに着座した着座者による荷重の減少変化量に応じて、着座者の上体を支持する方向に上体支持手段を変位させる機械的な機構であることにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両走行中において、シートに着座している着座者の上体姿勢の乱れがあった場合にのみ、的確に着座者の上体姿勢を安定化することを可能とする。特に、運転者の上体姿勢を上体姿勢の乱れに応じて安定化することにより、運転操作の安定化を図りながらも姿勢自由度を最大限確保できるため、運転者の快適性を大幅に向上させることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の実施の形態について説明する前に、本発明を達成するに至る原理について、発明者らが行った実験の実験結果に基づき説明をする。
【００１０】
車両走行中の運転者の姿勢制御は、車両のあらゆる走行シーンにおいて、運転者の上体の姿勢を安定にして車両の運転操作を安定化させることを目的としてなされる必要がある。例えば、車両に搭載されたセンサにより検出された車両の旋回加速度や、車両の状態から推定された旋回加速度の大きさに応じて運転者の姿勢制御を行った場合、運転者の上体に乱れがなく安定していたとしても、旋回加速度が所定の閾値（例えば、実旋回加速度、約０．３Ｇ程度）より高ければ姿勢制御が実行されてしまう可能性がある。このような不必要な姿勢制御は、運転者にとっても不快であり、逆に運転操作の妨げとなってしまうことも想定される。
【００１１】
そこで、本発明では車両の状態量ではなく、運転者の上体の乱れを直接的に反映した運転者の状態量に応じて、又はこの運転者の状態量を制御パラメータとして姿勢制御を行うようにしている。具体的には、運転者の状態量として、シートに着座した運転者から、シートの接触した箇所に作用する荷重値を用いる。例えば、シートに着座した運転者の前方に設置した撮像カメラで運転者の上体を撮像して、運転者の上体の乱れを検出することもできるが、非常にコストが高くなってしまう。一方、上述した荷重値を用いれば、低いコストで運転者の上体の乱れに応じた姿勢制御を行うシステムを構築することが可能となる。
【００１２】
以下に、シートに作用する運転者の荷重値と、運転者の上体の乱れとの関係について検証した実験並びに実験結果を示す。
【００１３】
実験は、車両が、所定の条件でレーンチェンジを行った場合のシートの荷重値の変化を測定することで行う。まず、図１を用いて、車両が行ったレーンチェンジの条件ついて説明をする。図１に示すように、車両が、レーンチェンジを行う走行路（以下、レーンチェンジ走行路と呼ぶ。）は、レーンチェンジのオフセット幅を３．５ｍ前後、レーンチェンジ区間を２０〜３０ｍ程度に設定したパイロンコースである。このようなレーンチェンジ走行路を、運転者は、６０〜８０ｋｍ／ｈで車両を走行させる。そして、このレーンチェンジ走行路を走行させた時の運転者が着座したシートのシート背面の荷重値を測定する。
【００１４】
以上の条件は、この条件で車両をレーンチェンジさせて走行した場合に受ける横方向の加速度が、山岳路をやや速いペースで走行した場合に受ける横方向の加速度と同程度となるように設定したものであり、ごく一般の走行条件においても十分に存在する条件である。
【００１５】
図２に、この実験の実験結果を示す。図２に示すように、実験結果は、横軸を時間［ｓ］とし、縦軸を車両の直進走行時での荷重値を基準とした変化量である荷重変化量［ｋｇ］として、時間変化に対する荷重変化量をプロットしている。また、図２中には、図１に示したレーンチェンジ開始位置である車両位置（１）、レーンチェンジ終了位置である車両位置（２）となる時間における荷重変化量を明示してある。
【００１６】
図２は、荷重値を、車両の直進走行時の荷重値を基準とした変化量として示しているため、図１に示した車両位置（１）よりも手前における直進走行区間では、荷重値に変化がないことを示した０［ｋｇ］程度となっているのが分かる。運転者は、レーンチェンジ開始位置である車両位置（１）に到達したタイミングでステアリングホイールの操舵を開始するため、図２に示すように、このタイミングで荷重値が減少しているのが分かる。以降、レーンチェンジ終了位置である車両位置（２）に到達し、レーンチェンジ動作を完全に終了するまでの間、運転者のステアリングホイールの操舵に伴って荷重値が若干変動するものの、直進走行区間に較べて低い値を示している。
【００１７】
この図２の実験結果で示される荷重値の減少変化から、レーンチェンジのように比較的大きな運転操作を行う場合には、運転者が上体を大きくひねりながらステアリングホイールを回転操作するため、運転者の上体がシート背面から離反する方向に変位していると考えることができる。
【００１８】
このように、シートに着座した運転者の上体がシート背面から離反し、シート背面の荷重値が減少するような運転状況となった場合、運転者の上体は非常に不安定となるため、ステアリングホイールにしがみつくなどして旋回時に上体に働く遠心力に抗する他無く、円滑なステアリング操作に支障をきたしてしまう。つまり、このような状況においてはサイドサポートによる運転者の上体姿勢の支持が有効となる。
【００１９】
以下に、この実験結果を踏まえた、本発明の実施の形態について説明をする。すなわち、本発明の実施の形態では、上述したようなシートに着座した運転者の上体の動きに応じて変化するシート背面にかかる荷重値を、運転者の上体の乱れを直接的に反映した運転者の状態量として用いることにする。
【００２０】
［第１の実施の形態］
［第１の実施の形態の構成］
図３を用いて本発明の第１の実施として示す姿勢制御装置１の構成について説明をする。図３に示すように、姿勢制御装置１は、運転者が着座するシートの背面部内部に構成された姿勢制御機構部１０と、この姿勢制御機構部１０を制御するコントロールユニット３０とを備えている。
【００２１】
まず、姿勢制御機構部１０について説明をする。姿勢制御機構部１０は、図４に示すような運転者が着座するシート５の背面部５Ｂ内部に、図５に示すように組み込まれる。図４に網掛けで示した背面部５Ｂの左右に構成されたサイドサポート部５Ｌ、５Ｒは、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れた場合に、上体を支えるように可動して運転者の姿勢を安定化させる。
【００２２】
図５に示すように姿勢制御機構部１０は、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒをそれぞれ構成するサイドサポート可動部１０Ｌ、１０Ｒと、シート５の背面部５Ｂの基本骨格であるシートフレーム１１と、シート５の背面部５Ｂにかかる運転者の荷重を検出する歪みゲージ１９とを備えている。また、この姿勢制御機構部１０の運転者の背中と接触する側には、クッション支持スプリング２１により支持される図示しないクッション部材が配される。
【００２３】
シートフレーム１１は、上述したように背面部５Ｂの基本骨格である。このシートフレーム１１には、運転者が着座した状態において運転者の左側体側部近辺、右側体側近辺となる位置にサイドサポート可動部１０Ｌ、１０Ｒが設けられている。また、シートフレーム１１には、上述したクッション部材を支持するクッション支持スプリング２１、シート５のヘッドレスト５Ｈを取り付けるためのヘッドレスト取り付け部２２が設けられている。
【００２４】
サイドサポート部５Ｌ、５Ｒを、それぞれ構成するサイドサポート可動部１０Ｌ、１０Ｒは、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒを可動させるための可動機構を有している。サイドサポート可動部１０Ｌ、１０Ｒは、全く同一の構成となっているため、サイドサポート可動部１０Ｒについてのみ説明をし、後で、構成部材の対応関係を示すことでサイドサポート可動部１０Ｌについての説明を省略する。
【００２５】
サイドサポート可動部１０Ｒは、回転支持部１２Ｒ、１３Ｒと、サイドサポートフレーム１４Ｒと、リンク機構をなすリンク１５Ｒ、１６Ｒ、１７Ｒと、右側モータ１８Ｒとを備えている。
【００２６】
回転支持部１２Ｒ、１３Ｒは、サイドサポート部５Ｒの骨格であり、サイドサポート可動部１０Ｒにおける可動の対象であるサイドサポートフレーム１４Ｒを、回転可能としながらシートフレーム１１上に支持する。サイドサポートフレーム１４Ｒは、図示しないクッション部材で覆われることで、サイドサポート部５Ｒを形成することになる。
【００２７】
回転支持部１２Ｒには、シートフレーム１１に固定された右側モータ１８Ｒの回転運動をリンク１６Ｒ、１７Ｒを介してサイドサポートフレーム１４Ｒに伝達するためのリンク１５Ｒが設けられている。これにより、右側モータ１８Ｒが回転駆動されると、リンク１７Ｒ、１６Ｒ、１５Ｒを介して、その回転が回転支持部１２Ｒを回転させ、さらに回転支持部１２Ｒで支持されているサイドサポートフレーム１４Ｒを、シートフレーム１１に対して平行となる方向へ近付ける矢印Ａ方向、又は垂直となる方向に近付ける矢印Ｂ方向へと駆動する。
【００２８】
サイドサポート可動部１０Ｌは、上述したようにサイドサポート可動部１０Ｒと全く同一の構成である。各構成部材の対応関係を示すと、サイドサポート可動部１０Ｌの回転支持部１２Ｌ、１３Ｌ、サイドサポートフレーム１４Ｌ、リンク１５Ｌ、１６Ｌ、１７Ｌ、左側モータ１８Ｌは、ぞれぞれ、サイドサポート可動部１０Ｒの回転支持部１２Ｒ、１３Ｒ、サイドサポートフレーム１４Ｒ、リンク１５Ｒ、１６Ｒ、１７Ｒ、右側モータ１８Ｒに対応している。
【００２９】
したがって、サイドサポート可動部１０Ｌは、左側モータ１８Ｌが回転駆動されると、リンク１７Ｌ、１６Ｌ、１５Ｌを介して、その回転が回転支持部１２Ｌを回転させ、さらに回転支持部１２Ｌで支持されているサイドサポートフレーム１４Ｌを、シートフレーム１１に対して平行となる方向へ近付ける矢印Ｃ方向、又は垂直となる方向に近付ける矢印Ｄ方向へと駆動する。
【００３０】
このように、サイドサポート可動部１０Ｌ、１０Ｒを構成することで、左側モータ１８Ｌ、右側モータ１８Ｒの回転角を、左右のサイドサポートフレーム１４Ｌ、１４Ｒの揺動運動として伝達させることができる。
【００３１】
左側モータ１８Ｌ、右側モータ１８Ｒには、それぞれ回転した角度を検出する、例えば、ロータリエンコーダ、ポテンションメータやレゾルバといった図示しない角度検出器が設けられている。図示しない角度検出器によって検出された回転角度は、コントロールユニット３０にフィードバックされ角度制御に用いられる。
【００３２】
歪みゲージ１９は、シートフレーム１１に設置され、シート５に着座した運転者の上体の動きにより背面部５Ｂに生ずる機械的な微少変化量である“歪み”を電気信号として検出する荷重センサである。この歪みゲージ１９により、運転者による背面部５Ｂにかかる荷重値を電気信号として取得することができる。歪みゲージ１９により電気信号として取得された背面部５Ｂにかかる運転者の荷重値は、コントロールユニット３０に出力される。
【００３３】
なお、本発明の第１の実施の形態では、背面部５Ｂにかかる運転者の荷重値を歪みゲージ１９で検出するようにしているが、本発明は、荷重値を電気的信号として取り出せればよく、荷重値を検出する荷重センサの種別に限定されない。歪みゲージ１９以外にも、例えば、圧電素子を用いた圧電型の荷重センサなどを用いるようにしてもよい。
【００３４】
再び図３に戻り、上述した姿勢制御機構部１０を制御するコントロールユニット３０について説明をする。図３に示すように、コントロールユニット３０は、シート荷重平均値算出部３１と、減算部３２と、ゲインマップ制御部３３と、比較部３４と、右側モータドライブ回路３５と、比較部３６と、左側モータドライブ回路３７とを備えている。
【００３５】
シート荷重平均値算出部３１には、図示しない操舵角度センサで検出された運転者によって操作されるステアリングホイールのステアリング操舵角度（θ）の電気信号出力が入力される。シート荷重平均値算出部３１は、このステアリング操舵角度（θ）と、あらかじめ設定された規定の操舵角度（θ０）とを比較して、車両が現在、ほぼ直進状態であるのか旋回状態であるのかを判断する。
【００３６】
また、シート荷重平均値算出部３１は、歪みゲージ１９で検出された荷重値（Ｆ）の電気信号出力を入力し、ほぼ直進状態であると判断された場合に、入力された荷重値（Ｆ）からＸ［ｓ：秒］間間隔で移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を算出する移動平均算出処理を実行する。このようにして算出される移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）は、ほぼ直進状態となっている車両において、運転者が通常の運転姿勢を取って運転操作している場合での背面部５Ｂにかかる定常的な荷重値を表すことになる。
【００３７】
シート荷重平均値算出部３１が、移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を算出する際の時間Ｘ［ｓ：秒］は、例えば、運転者がオーディオ装置などを操作する場合などのように一時的に荷重値（Ｆ）の大きな増減があった場合に、これが移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）にそのまま反映してしまわないようにするために、例えば、１０分（６００秒）といった長いスパンで設定することが望ましい。
【００３８】
シート荷重平均値算出部３１で算出された移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）は、減算部３２に出力される。
【００３９】
減算部３２は、歪みゲージ１９で検出された荷重値（Ｆ）から、シート荷重平均値算出部３１によって算出された移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を１制御周期ごとに減算して、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）を算出する。この減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、荷重値の変化量となり、運転者の上体姿勢が乱れるほど減少傾向を示すことになる。減算部３２で算出された減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）は、ゲインマップ制御部３３に出力される。
【００４０】
ゲインマップ制御部３３は、減算部３２で算出された減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）に応じて、右側モータドライブ回路３５、左側モータドライブ回路３７に出力し、姿勢制御機構部１０の右側モータ１８Ｒ、左側モータ１８Ｌを駆動するための角度目標値であるモータ回転角指令値を決定する。
【００４１】
ゲインマップ制御部３３は、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）とモータ回転角指令値とを対応づけてマップ化したゲインマップをあらかじめ保持しており、１制御周期ごとに減算部３２から出力される減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）を用いて、このゲインマップを参照し、対応するモータ回転角指令値を取得する。
【００４２】
図６に、このゲインマップの一例を示す。減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、“０≦減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）”である場合、背面部５Ｂには、運転者により移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）以上の荷重値（Ｆ）がかかっていることから、運転者の上体には乱れがなくシート５にしっかりと安定して着座している状態であるといえる。したがって、図６のゲインマップに示すように、モータ回転角指令値をゼロとしている。
【００４３】
一方、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）＜０である場合、背面部５Ｂには、運転者により移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）よりも小さい荷重値（Ｆ）しかかかっていないことから、運転者の上体は乱れ、シート５に安定して着座していない状態であるといえる。これに応じて、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）がゼロよりも小さくなった場合、ゼロ以上のモータ回転角指令値を与えることになるが、図６に示すように、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、第１の閾値（−Ａ）以下となるまで、モータ回転角指令値をゼロとしている。この“第１の閾値（−Ａ）＜減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）＜０”の区間は、いわゆる不感帯として設けてある。
【００４４】
このような不感帯を設けることで、“減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）＜０”となったらすぐにサイドサポート部５Ｌ、５Ｒが運転者の上体を安定させるような締め付けを開始することを回避でき、確実に運転者の上体が不安定となって姿勢制御が必要となった場合にのみ、サイドサポートフレーム１４Ｌ、１４Ｒの駆動が開始される。つまり、姿勢の安定化が必要となる限界まで、運転者を拘束することなく姿勢自由度を確保することができる。
【００４５】
また、図６に示すように、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、第１の閾値（−Ａ）よりも小さい第２の閾値（−Ｂ）に対して、“減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）＜第２の閾値（−Ｂ）”となった場合には、モータ回転角指令値を飽和させて、サイドサポートフレーム１４Ｌ、１４Ｒの駆動を停止させる。これにより、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒが運転者の上体を必要以上に締め付け過ぎてしまうことを回避できる。
【００４６】
この第１の閾値（−Ａ）、第２の閾値（−Ｂ）は、例えば、車両のサスペンションの硬さなどの様々な要因によって変わるため、各車両のスペックに応じた実車実験に基づき適宜設定する。
【００４７】
ゲインマップ制御部３３は、減算部３２で算出された減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）を用いて、図６に示すようなゲインマップを参照し、この減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）に対応したモータ回転角指令値を取得する。ゲインマップ制御部３３は、取得したモータ回転角指令値を比較部３４、３６にそれぞれ出力する。
【００４８】
比較部３４、３６は、ゲインマップ制御部３３から出力されたモータ回転角指令値から、図示しない角度検出器より出力された右側モータ１８Ｒ、左側モータ１８Ｌの現在の回転角度をそれぞれ比較し、差分を制御値として右側モータドライブ回路３５、左側モータドライブ回路３７に出力する。
【００４９】
右側モータドライブ回路３５、左側モータドライブ回路３７は、右側モータ１８Ｒ、左側モータ１８Ｌに、比較部３４、３６から出力された制御値に応じた電力をそれぞれ供給しモータ回転角指令値で指示された回転角となるように駆動する。これにより、右側モータ１８Ｒの回転駆動力が、リンク１７Ｒ、１６Ｒ、１５Ｒを介して回転支持部１２Ｒに伝達してサイドサポートフレーム１４Ｒを駆動し、左側モータ１８Ｌの回転駆動力が、リンク１７Ｌ、１６Ｌ、１５Ｌを介して回転支持部１２Ｌに伝達してサイドサポートフレーム１４Ｌを駆動する。
【００５０】
［姿勢制御装置１の処理動作］
続いて、図７に示すフローチャートを用いて、コントロールユニット３０の制御により、図６に示したゲインマップに基づいて姿勢制御機構部１０を制御する処理動作について説明をする。なお、本フローチャートでは、サイドサポートフレーム１４Ｒ、サイドサポートフレーム１４Ｌが、それぞれ図５に示す矢印Ａ、矢印Ｃ方向に開いてシートフレーム１１と略平行となり運転者の上体を拘束せず、運転者の姿勢自由度が最大限まで確保されている状態を初期状態とし、この初期状態から姿勢制御処理をする際の様子について説明するものとする。
【００５１】
まず、ステップＳ１において、コントロールユニット３０のシート荷重平均値算出部３１は、図示しない操舵角度センサによって検出されたステアリング操舵角度（θ）を取得する。
【００５２】
ステップＳ２において、シート荷重平均値算出部３１は、ステアリング操舵角度（θ）の絶対値が規定の操舵角度（θ０）よりも小さいかどうか判定をする。シート荷重平均値算出部３１は、ステアリング操舵角度（θ）の絶対値が規定の操舵角度（θ０）よりも小さい場合には、ステップＳ３の処理へと進め、大きい場合にはステップＳ４の処理へと進める。
【００５３】
ステップＳ３において、シート荷重平均値算出部３１は、ステアリング操舵角度（θ）の絶対値が規定の操舵角度（θ０）よりも小さいことに応じて、車両がほぼ直進状態にあると判断し、移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を更新する。
【００５４】
ステップＳ４において、シート荷重平均値算出部３１は、ステアリング操舵角度（θ）の絶対値が、規定の操舵角度（θ０）よりも大きいことに応じて、車両が旋回状態にあると判断し、算出した移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を更新することなく減算部３２に出力する。これに応じて、減算部３２は、歪みゲージ１９から出力された荷重値（Ｆ）から移動平均値（Ｆａｖｅｒａｇｅ）を減算して、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）を算出する。
【００５５】
さらに、ゲインマップ制御部３３は、減算部３２によって求められた減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）と、ゲインマップに設定された第１の閾値（−Ａ）とを比較し、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が第１の閾値（−Ａ）よりも小さい場合には、ステップＳ５へ処理を進める。また、ゲインマップ制御部３３は、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が第１の閾値（−Ａ）以上の場合には、シート５に着座した運転者の上体の乱れが生ずる可能性が低いと判断して、ステップＳ２へと処理を戻し、サイドサポートフレーム１４Ｒ、１４Ｌを駆動させない。このように、運転者のステアリング操舵角度（θ）が規定の操舵角度（θ０）よりも大きかったとしても、上体に乱れがないと判断される場合には、運転者の姿勢自由度を確保する方向の姿勢制御がなされる。
【００５６】
ステップＳ５において、ゲインマップ制御部３３は、ゲインマップに基づき、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）に応じたモータ回転角指令値を取得して、比較部３４、３６に出力する。比較部３４、３６は、ゲインマップ制御部３３から出力されたモータ回転角指令値と、図示しない角度検出器で検出された右側モータ１８Ｒ、左側モータ１８Ｌの現在の回転角度とを比較し、差分を制御値として右側モータドライブ回路３５、左側モータドライブ回路３７に出力する。
【００５７】
右側モータドライブ回路３５、左側モータドライブ回路３７は、右側モータ１８Ｒ、左側モータ１８Ｌに、比較部３４、３６から出力された制御値に応じた電力をそれぞれ供給しモータ回転角指令値で指示された回転角となるように駆動して、サイドサポートフレーム１４Ｒ、１４Ｌを運転者の上体姿勢を安定化させる方向へと動かす。
【００５８】
ステップＳ６において、ゲインマップ制御部３３は、減算部３２によって求められた減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）と、ゲインマップに設定された第２の閾値（−Ｂ）とを比較し、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が第２の閾値（−Ｂ）よりも小さい場合には、ステップＳ７へ処理を進める。
【００５９】
また、ゲインマップ制御部３３は、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が第２の閾値（−Ｂ）以上の場合には、ステップＳ４へ処理を戻す。このように、ゲインマップ制御部３３は、ステップＳ４、ステップＳ６において、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が、“第２の閾値（−Ｂ）＜減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）＜第１の閾値（−Ａ）”の範囲内にあるかどうかを監視し、この範囲内にある場合にのみ、ゲインマップに基づいてサイドサポートフレーム１４Ｒ、１４Ｌを駆動し続ける。
【００６０】
ステップＳ７において、ゲインマップ制御部３３は、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）が第２の閾値（−Ｂ）より小さいことに応じて、ゲインマップに基づき飽和したモータ回転角指令値を出力し、サイドサポートフレーム１４Ｒ、１４Ｌの変位を飽和させる。ステップＳ７の処理が終了すると、ゲインマップ制御部３３は、ステップＳ６へと戻り、減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）の値の監視を継続する。
【００６１】
［第１の実施の形態の効果］
このようにして、本発明の第１の実施の形態として示す姿勢制御装置１は、図示しないステアリングホイールが比較的急な操舵操作をなされた場合の減算値（Ｆ−Ｆａｖｅｒａｇｅ）の減少として示される背面部５Ｂの荷重値の減少変化に応じて、コントロールユニット３０が、ゲインマップに基づきサイドサポート部５Ｒ、５Ｌの骨格をなすサイドサポートフレーム１４Ｒ、１４Ｌを、運転者の上体を安定化させる方向に駆動させる。
【００６２】
これにより、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れる場合だけ、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが運転者の上体を支えるため、例え、車両の旋回加速度が高い場合であっても、運転者の上体姿勢に乱れがない場合には、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌにより不必要に拘束されることがないため運転者の姿勢自由度を確保することができる。したがって、車両の旋回時などにおける姿勢安定性の向上により運転操作の安定化を図りながら、運転者の快適性を大幅に向上させることができる。
【００６３】
［第２の実施の形態］
［第２の実施の形態の構成］
続いて、本発明の第２の実施の形態として示す姿勢制御装置について説明をする。図８は、第２の実施の形態として示す姿勢制御装置を内部に搭載したシート５である。
【００６４】
本発明の第２の実施の形態として示す姿勢制御装置は、図８に示すような運転者が着座するシート５の背面部５Ｂ内部に組み込まれる。図８に網掛けで示した背面部５Ｂの左右に構成されたサイドサポート部５Ｌ、５Ｒは、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れた場合に、上体を支えるように可動して運転者の姿勢を安定化させる。
【００６５】
図９に、図８に示すシート５をＡＡ断面で切断した様子を示す。図９に示すように、第２の実施の形態として示す姿勢制御装置２は、シート５の背面部５Ｂの基本骨格であり背面部５Ｂ全体を形作るシートフレーム４１と、主にサイドサポート部５Ｒ、５Ｌの骨格となる湾曲成型された芯材４２と、緩衝材４３と、ピボット４４Ｌ、４４Ｒにより芯材４２に結合された板バネ４５とを備えている。また、芯材４２、板バネ４５は、シート５を運転者が着座する座席として機能させるために、発泡ウレタンなどの軟質素材で成型されたクッション部材４６で覆われている。
【００６６】
芯材４２は、ばね鋼やプラスチック材料などの弾性変形を許容する素材を用いて、左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒが中央部に対して肉厚な形状となり、さらに全体として滑らかな湾曲を有するように成型されている。
【００６７】
シートフレーム４１が直線状に成型されているのに対し、湾曲成型された芯材４２の凸部とシートフレーム４１とが接するように配されるため、シートフレーム４１と芯材４２の間には、例えばウレタンのようにある程度の弾性を有する緩衝材４３を設け、シートフレーム４１と芯材４２とを、緩衝材４３を介してを相互に接着材などによって固定する。
【００６８】
芯材４２の左右２箇所にはピボット４４Ｌ、４４Ｒが設けられ、湾曲成型された板バネ４５が クッション部材４６側を凸とするように、ピボット４４Ｌ、４４Ｒを介して芯材４２に結合される。つまり、芯材４２の凹部と、板バネ４５の凹部とが対向するように配されることになる。
【００６９】
板バネ４５の両端は、ピボット４４Ｌ、４４Ｒにより回転可能とされている。この板バネ４５も、芯材４２と同様に、ばね鋼やプラスチック材料などの弾性変形を許容する素材で成型されている。
【００７０】
芯材４２、板バネ４５の湾曲形状は、芯材４２の左右両端部である左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒが、運転者がシート５に着座していない状態において、板バネ４５の凸部よりも前方に突き出た位置となるようにそれぞれ設計される。
【００７１】
［姿勢制御装置２の動作］
このような構成の姿勢制御装置２は、運転者の背面部５Ｂへの荷重のかかる程度に応じて以下に示すような動作を示し、運転者の上体姿勢に乱れのあった場合にのみ、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒが変位して運転者の上体を支えることができる。
【００７２】
（背面部５Ｂへの荷重が大きい場合）
図１０（ａ）に示すように、例えば、車両が直進走行、又は緩やかな旋回走行を行っている場合、図１、図２を用いて説明したように、シート５の背面部５Ｂへの運転者による荷重が大きくなる。このような、シート５の背面部５Ｂへの運転者による荷重が大きい場合、運転者の荷重により、ＡＡ断面図は、図１０（ｂ）に示すように変形することになる。図１０（ｂ）に示すように、背面部５Ｂの荷重が大きいと、湾曲成型された板バネ４５がクッション部材４６を介して押し込まれて、シートフレーム４１と平行になる方向に変形する。これに伴い、板バネ４５と芯材４２とを結合しているピボット４４Ｒ、４４Ｌ間の距離が離れるように押し込まれることで、芯材４２が変形するため、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒを形成する芯材４２の左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒが、シートフレーム４１へ近付く方向へと変位し、シート５の背面部５Ｂ全体がフラットな形状へ変形することになる。
【００７３】
（背面部５Ｂへの荷重が小さい場合）
図１１（ａ）に示すように、例えば、車両が急に旋回した場合、図１、図２を用いて説明したように、シート５の背面部５Ｂへの運転者による荷重は、直進走行時などと較べて２０〜３０％程度減少する。このような、シート５の背面部５Ｂへの運転者による荷重が小さい場合、運転者の荷重により、ＡＡ断面図は、図１１（ｂ）に示すように変形することになる。
【００７４】
図１１（ｂ）に示すように、背面部５Ｂの荷重が小さいと、湾曲成型された板バネ４５が、上述したような直進走行の時と較べてあまり押し込まれず、変形量が大幅に減少する。したがって、板バネ４５と芯材４２とを結合しているピボット４４Ｒ、４４Ｌ間の距離もあまり離れることがないため、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒを形成する芯材４２の左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒが、板バネ４５の剛性により湾曲した状態を保ち、これに伴いシート５の背面部５Ｂも左右に盛り上がった状態を保つ。
【００７５】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本発明の第２の実施の形態として示す姿勢制御装置２は、直進走行などの通常走行時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌがフラットになるように変形し、急な旋回時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが盛り上がるように変形する運転者のシート５の背面部５Ｂにかかる荷重に応じた機械的な変形機構を備えている。
【００７６】
これにより、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れる場合だけ、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが運転者の上体を支えるため、例え、車両の旋回加速度が高い場合であっても、運転者の上体姿勢に乱れがない場合には、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌにより不必要に拘束されることがないため運転者の姿勢自由度を確保することができる。したがって、車両の旋回時などにおける姿勢安定性の向上により運転操作の安定化を図りながら、運転者の快適性を大幅に向上させることができる。
【００７７】
また、第２の実施の形態として示す姿勢制御装置２は、機械的な変形機構により構成されるため、上述した第１の実施の形態として示した電気な制御を行う姿勢制御装置１と比較して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００７８】
［第３の実施の形態］
［第３の実施の形態の構成］
続いて、本発明の第３の実施の形態として示す姿勢制御装置について説明をする。第３の実施の形態として示す姿勢制御装置は、上述した第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２と同様に、運転者のシート５の背面部５Ｂにかかる荷重に応じた機械的な変形機構により、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れた場合にのみ、運転者の姿勢を安定化させることができる。
【００７９】
本発明の第３の実施の形態として示す姿勢制御装置は、図８に示すような運転者が着座するシート５の背面部５Ｂ内部に組み込まれる。図１２に、図８に示すシート５をＡＡ断面で切断した様子示す。図１２に示すように、第３の実施の形態として示す姿勢制御装置３は、第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２の板バネ４５に替えて、リンク機構をなすリンク５１Ｌ、５１Ｒと、クッション支持部５３とを備えた構成となっている。
【００８０】
リンク５１Ｌ、５１Ｒは、棒状、又は板状に成型されており、それぞれの一端がピボット４４Ｌ、４４Ｒを介して、それぞれ回転自在となるように芯材４２に結合されている。また、リンク５１Ｌ、５１Ｒの他端は、ピボット５２によりクッション支持部５３にて結合されている。これにより、クッション部材４６を介した運転者の荷重が、クッション支持部５３、リンク機構であるリンク５１Ｌ、５１Ｒを介して芯材４２に伝わり、芯材４２の左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒがシートフレーム４１へ近付く方向へと変位するよう芯材４２を変形させる。
【００８１】
上述した第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２では、板バネ４５の曲げ剛性と、芯材４２の曲げ剛性により、芯材４２の左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒの復元力を獲得していたが、本実施の形態として示す姿勢制御装置３では、芯材４２の曲げ剛性のみによってこの復元力を得ることになる。したがって、姿勢制御装置３で用いる芯材４２は、姿勢制御装置２で用いる芯材よりもやや厚めの形状として曲げ剛性を高くする。
【００８２】
図１２に示すように、姿勢制御装置３では、左右のピボット４４Ｌ、４４Ｒ間を結合するリンク機構を、リンク５１Ｌ、５１Ｒにより２節リンクとしているが、これに替えて２節以上の節数を有するリンク機構とするようにしてもよい。
【００８３】
このような構成の姿勢制御装置３は、シート５に着座した運転者の荷重の程度に応じて、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）で示した第２の実施の形態の姿勢制御装置２と同様に変形することになる。
【００８４】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本発明の第３の実施の形態として示す姿勢制御装置３は、直進走行などの通常走行時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌがフラットになるように変形し、急な旋回時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが盛り上がるように変形する運転者のシート５の背面部５Ｂにかかる荷重に応じた機械的な変形機構を備えている。
【００８５】
これにより、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れる場合だけ、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが運転者の上体を支えるため、例え、車両の旋回加速度が高い場合であっても、運転者の上体姿勢に乱れがない場合には、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌにより不必要に拘束されることがないため運転者の姿勢自由度を確保することができる。したがって、車両の旋回時などにおける姿勢安定性の向上により運転操作の安定化を図りながら、運転者の快適性を大幅に向上させることができる。
【００８６】
また、第３の実施の形態として示す姿勢制御装置３は、機械的な変形機構により構成されるため、上述した第１の実施の形態として示した電気な制御を行う姿勢制御装置１と比較して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００８７】
［第４の実施の形態］
［第４の実施の形態の構成］
続いて、本発明の第４の実施の形態として示す姿勢制御装置について説明をする。第４の実施の形態として示す姿勢制御装置は、上述した第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２と同様に、運転者のシート５の背面部５Ｂにかかる荷重に応じた機械的な変形機構により、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れた場合にのみ、運転者の姿勢を安定化させることができる。
【００８８】
本発明の第４の実施の形態として示す姿勢制御装置は、図８に示すような運転者が着座するシート５の背面部５Ｂ内部に組み込まれる。図１３に、図８に示すシート５をＡＡ断面で切断した様子示す。図１３に示すように、第４の実施の形態として示す姿勢制御装置４は、第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２の芯材４２、板バネ４５に替えて、リンク６１Ｌと、リンク６１Ｒと、板バネ６３とを備えた構成となっている。
【００８９】
図１３に示すように、リンク６１Ｌ、６１Ｒは、それぞれの一端が、ピボット４４Ｌ、４４Ｒを介して、それぞれ回転自在となるようにシートフレーム４１に直接結合されている。リンク６１Ｌ、６１Ｒの他端である左サイド部６４Ｌ、右サイド部６４Ｒは、他の部分と比較して肉厚を厚く、且つ滑らかな形状となるように成型され、姿勢制御装置４におけるサイドサポート部５Ｌ、５Ｒの骨格とされる。
【００９０】
リンク６１Ｌ、６１Ｒには、それぞれピボット６２Ｌ、６２Ｒが設けられ、湾曲成型された板バネ６３が、クッション部材４６側を凸として、ピボット６２Ｌ、６２Ｒにより回転自在となるように結合される。これにより、板バネ６３を介して、左右に配置されたリンク６１Ｌ、６１Ｒが連結されることになる。これにより、クッション部材４６を介した運転者の荷重が、板バネ６３を介してリンク６１Ｌ、６１Ｒに伝わり、左サイド部６４Ｌ、右サイド部６４Ｒがシートフレーム４１へと近付く方向へとリンク６１Ｌ、６１Ｒを変位させる。
【００９１】
上述した第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２では、板バネ４５の曲げ剛性と、芯材４２の曲げ剛性により、芯材４２の左サイド部４２Ｌ、右サイド部４２Ｒの復元力を獲得していたが、本実施の形態として示す姿勢制御装置４では、板バネ６３の曲げ剛性のみによってこの復元力を得ることになる。したがって、姿勢制御装置４で用いる板バネ６３は、姿勢制御装置２で用いる板バネ４５よりもやや厚めの形状として曲げ剛性を高くする。
【００９２】
また、リンク６１Ｌ、６１Ｒと板バネ６３とは、リンク６１Ｌ、６１Ｒの左サイド部６４Ｌ、右サイド部６４Ｒが、運転者がシート５に着座していない状態において、板バネ４５の凸部よりも前方に突き出た位置となるようにそれぞれ配される。
【００９３】
このような構成の姿勢制御装置４は、シート５に着座した運転者の荷重の程度に応じて、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）で示した第２の実施の形態の姿勢制御装置２と同様に変形することになる。
【００９４】
［第４の実施の形態の効果］
このように、本発明の第４の実施の形態として示す姿勢制御装置４は、直進走行などの通常走行時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌがフラットになるように変形し、急な旋回時などには、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが盛り上がるように変形する運転者のシート５の背面部５Ｂにかかる荷重に応じた機械的な変形機構を備えている。
【００９５】
これにより、シート５に着座した運転者の上体姿勢が乱れる場合だけ、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが運転者の上体を支えるため、例え、車両の旋回加速度が高い場合であっても、運転者の上体姿勢に乱れがない場合には、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌにより不必要に拘束されることがないため運転者の姿勢自由度を確保することができる。したがって、車両の旋回時などにおける姿勢安定性の向上により運転操作の安定化を図りながら、運転者の快適性を大幅に向上させることができる。
【００９６】
また、第４の実施の形態として示す姿勢制御装置４は、機械的な変形機構により構成されるため、上述した第１の実施の形態として示した電気な制御を行う姿勢制御装置１と比較して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００９７】
［第５の実施の形態］
［第５の実施の形態の構成］
ところで、図９を用いて説明した第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２は、運転者の体重の違いによって、芯材４２、及び板バネ４５のたわみ量が変化してしまうため、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒによる効果に個人差が生じてしまう可能性があった。つまり、極端に体重の重い人がシート５に着座した場合には、運転者の上体姿勢に乱れがあった場合であっても背面部５Ｂにかかる荷重値が大きいため、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒが盛り上がらずにフラットな状態となってしまう可能性がある。
【００９８】
そこで、第５の実施の形態として示す姿勢制御装置では、シート５に着座する運転者の体重の違いを許容して、どのような体重の運転者が着座した場合であっても姿勢安定性を向上させながら、運転者の快適性を向上させることができる姿勢制御を実行できるようにする。
【００９９】
図１４に、本発明の第５の実施の形態である姿勢制御装置２Ａを搭載した図８に示すシート５をＡＡ断面で切断した様子を示す。なお、姿勢制御装置２Ａは、第２の実施の形態として示した姿勢制御装置２に、改良を加えたものであるため重複する箇所は、同一符号を付して説明を省略する。
【０１００】
上述したような個人差のある体重を許容するために姿勢制御装置２Ａは、第２の実施の形態として示す姿勢制御装置２に以下に示すような改良を加えて構成される。まず、シートフレーム４１の芯材４２、緩衝材４３が配された側に対向する側にピボット７１を設け、ピボット７１に回転可能とされたベルクランク７２を取り付ける。そして、このベルクランク７２の一端には、シートフレーム４１、緩衝材４３、芯材４２を貫通させた開口部より露出された、板バネ４５と芯材４２との間に設けたスプリング７４を支持するためのスプリング支持部７３が連結されている。
【０１０１】
また、ベルクランク７２の他端は、球面ジョイント７５を介して回転軸７６が連結されている。この回転軸７６は、雄ねじ部７６ａを有しており、シートフレーム４１のサイドフレーム部４１Ｓに形成された雌ねじ部４１ａと螺合する。
【０１０２】
回転軸７６の他端には、イニシャル調整ダイヤル７７が設けられており、このイニシャル調整ダイヤル７７を回転させることでピボット７１を中心にベルクランク７２が回転変位するため、任意にスプリング７４を伸ばしたり、縮ませたり調整することができる。
【０１０３】
例えば、運転者の体重が重い場合には、イニシャル調整ダイヤルを右回りに回転させて、回転軸７６を押し込み、図１４に示したバネ長ｄが、スプリング７４の自然長よりも短くなる（自然長＞バネ長ｄ）ようにスプリング７４に予圧縮を与える。これにより、芯材４２、板バネ４５の剛性に加えて、スプリング７４の剛性を加えることができるため、体重の重い運転車がシート５に着座した場合であっても、荷重により常に背面部５Ｂが押し込まれ、フラットな状態となってしまうことを回避することができ、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒによる姿勢制御を機能させることができる。
【０１０４】
この本発明の第５の実施の形態として示す姿勢制御装置２Ａを適用する場合には、その設計段階において、芯材４２、板バネ４５、スプリング７４の各剛性の合計値を、想定される最も軽量の運転者（一般的には、およそ４０ｋｇ〜４５ｋｇ程度である。）がシート５に着座した場合に、サイドサポート部５Ｌ、５Ｒを有効に機能させることができる状態となるように設定する。
【０１０５】
このように、最軽量の運転者を基準として設計をすることで、他の運転者は、全てこの体重と同程度かそれ以上であるといえるので、運転者の体重に応じた予圧縮量となるように、イニシャル調整ダイヤル７７を右回転させスプリング７４に予圧縮を与える。
【０１０６】
第５の実施の形態として示した姿勢制御装置２Ａでは、手動でイニシャル調整ダイヤル７７を回すことで、運転者の体重に応じた予圧縮量をスプリング７４に与えるようにしたが、このような機械的な機構によってのみ予圧縮をスプリング７４に与える以外にも、電気的な機構により自動的に予圧縮をスプリング７４に与えることもできる。
【０１０７】
例えば、シート５内部に荷重センサを設け、運転者がシート５に着座した際に、この荷重センサにより検出される荷重量からスプリング７４に与える予圧量を求め、求めた予圧縮量に応じてモータを駆動させることで自動的にスプリング７４に与える予圧縮を調整することができる。このように、電気的な仕組みにより、スプリング７４に自動的に予圧縮を与える構成とした場合、若干のコストの増加が見込まれるが、どのような運転者がシート５に着座した場合でも自動的にすぐに調整が可能となるため、機械的な構成による場合よりも運転者の利便性を向上させることができる。
【０１０８】
第５の実施の形態として示した姿勢制御装置２Ａの予圧縮を与える機構は、上述したように第２の実施の形態として示す姿勢制御装置２以外にも、第３の実施の形態として示した姿勢制御装置３、第４の実施の形態として示した姿勢制御装置４にも適用することができる。
【０１０９】
［第５の実施の形態の効果］
このように、本発明の第５の実施の形態として示す姿勢制御装置２Ａは、予圧縮を与える機構により運転者の体重の違いを吸収することができる。これにより、どのような体重の運転者がシート５に着座した場合であっても、着座した運転者の上体姿勢が乱れる場合だけ、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌが運転者の上体を支えるため、例え、車両の旋回加速度が高い場合であっても、運転者の上体姿勢に乱れがない場合には、サイドサポート部５Ｒ、５Ｌにより不必要に拘束されることがないため運転者の姿勢自由度を確保することができる。したがって、車両の旋回時などにおける姿勢安定性の向上により運転操作の安定化を図りながら、運転者の快適性を大幅に向上させることができる。
【０１１０】
なお、本発明の第１乃至第５の実施の形態として示した各姿勢制御装置は、運転者が着座するシートばかりではなく、車両内に設置されたあらゆる着座用のシートに適用することができる。これにより、車両に搭乗した乗員は、自身の上体に乱れがあった際になされる姿勢制御により、急激な旋回時にでも安定して着座することができると共に、姿勢自由度も確保された快適な乗車を実感することができる。
【０１１１】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に至る原理ついて説明するために行った実験手法について説明するための図である。
【図２】前記実験結果を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態として示す姿勢制御装置について説明するための図である。
【図４】前記第１の実施の形態として示す姿勢制御装置が備える姿勢制御機構部を内部に搭載したシートを示した図である。
【図５】前記第１の実施の形態として示す姿勢制御装置が備える姿勢制御機構部の構成について説明するための図である。
【図６】前記第１の実施の形態として示す姿勢制御装置での制御処理において用いるゲインマップの一例を示した図である。
【図７】前記第１の実施の形態として示す姿勢制御装置の制御処理動作について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２、３、４、５の実施の形態として示す姿勢制御装置を内部に搭載したシートを示した図である。
【図９】図８に示すＡＡ断面で切断した断面図であり、本発明の第２の実施の形態として示す姿勢制御装置の構成について説明するための図である。
【図１０】シートの背面部に荷重がかかった場合における、前記第２の実施の形態として示す姿勢制御装置の動作について説明するための図であり、（ａ）は、荷重がかかったシートの様子を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡＡ断面で切断した様子を示した図である。
【図１１】シートの背面部にあまり荷重がかかっていない場合における、前記第２の実施の形態として示す姿勢制御装置の動作について説明するための図であり、（ａ）は、あまり荷重がかかっていないシートの様子を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡＡ断面で切断した様子を示した図である。
【図１２】図８に示すＡＡ断面で切断した断面図であり、本発明の第３の実施の形態として示す姿勢制御装置の構成について説明するための図である。
【図１３】図８に示すＡＡ断面で切断した断面図であり、本発明の第４の実施の形態として示す姿勢制御装置の構成について説明するための図である。
【図１４】図８に示すＡＡ断面で切断した断面図であり、本発明の第５の実施の形態として示す姿勢制御装置の構成について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  姿勢制御装置
２  姿勢制御装置
２Ａ  姿勢制御装置
３  姿勢制御装置
４  姿勢制御装置
５  シート
５Ｂ  背面部
５Ｌ  サイドサポート部
５Ｒ  サイドサポート部
１０  姿勢制御機構部
１０Ｌ  サイドサポート可動部
１０Ｒ  サイドサポート可動部
１９  歪みゲージ
３０  コントロールユニット
４１  シートフレーム
４２  芯材
４２Ｌ  左サイド部
４２Ｒ  右サイド部
４４Ｌ  ピボット
４４Ｒ  ピボット
４５  板バネ
５１Ｌ  リンク
５１Ｒ  リンク
６１Ｌ  リンク
６１Ｒ  リンク
６３  板バネ
６４Ｌ  左サイド部
６４Ｒ  右サイド部
７３  スプリング支持部
７４  スプリング
【図１】
2007137129.tif 000003
【図２】
2007137129.tif 000004
【図３】
2007137129.tif 000005
【図４】
2007137129.tif 000006
【図５】
2007137129.tif 000007
【図６】
2007137129.tif 000008
【図７】
2007137129.tif 000009
【図８】
2007137129.tif 000010
【図９】
2007137129.tif 000011
【図１０】
2007137129.tif 000012
【図１１】
2007137129.tif 000013
【図１２】
2007137129.tif 000014
【図１３】
2007137129.tif 000015
【図１４】
2007137129.tif 000016